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免水洗安全气囊丝油剂及其使用方法
申请号	CN202210759771.3	申请日	2022-06-29	公开(公告)号	CN115029931B	公开(公告)日	2023-08-08
申请人	浙江海利得新材料股份有限公司; 海利得新材料研究(上海)有限公司;			发明人	汤添艺; 尹用飞; 李阳; 朱文祥; 李鹏鹏; 王晨洋; 顾锋; 唐晓波;
摘要	本发明公开了一种免水洗安全气囊丝油剂，包括硅油A、硅油B中至少一种，其粘度为50‑200mPa·s，乙烯基含量为0.5‑10wt%。本发明还公开了免水洗安全气囊丝油剂的使用方法。本发明选择能够与后道涂层剂反应交联的反应性硅油作为纺丝油剂的主要成分，施加到纱线上，顺利完成纺丝和织造的步骤后，可省去整套的精炼步骤，随后，在涂布后整理的步骤中，作为纺丝油剂的反应性硅油与涂层剂交联固化融合到涂层之中。在整个制造环节，不施加传统的碳基纺丝油剂，省去精炼剂、软水剂等助剂和加热能源上的成本，还可达到零排放，降低环保压力；另外由于减少了一道工序，还可以缩短整个流程的时间，提高生产效率。
权利要求	1.免水洗安全气囊丝油剂的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：在TMT纺丝设备上进行纺丝，纱线速度2600‑3600m/min，四罗拉温度230‑260℃，免水洗安全气囊丝油剂的上油率为相对纱线重量的0.5‑1％，然后在高速编织机上织造成坯布，无须精炼洗涤，直接进 2 行涂层整理；涂层整理工艺参数为10～40g/m的涂层剂用量，进行涂层整理，烘干，定形后，即可； TM 涂层剂包括SILASTIC LCF 3600；所述免水洗安全气囊丝油剂为硅油A、硅油B中至少一种，其粘度为50‑200mPa·s，乙烯基含量为0.5‑10wt％；硅油A的结构通式为：其中，X为CH3、OH、CH＝CH2或 m、n均为整数，m、n、y的取值对应硅油A的粘度为20～1500mPa·s，乙烯基含量为0.36～ 11.5wt％，y＝2‑10；硅油B的结构通式为：其中，R为 V为CH3、OH、CH＝CH2或 p、q均为整数，p、q、w、y的取值对应硅油B的粘度为150～500mPa·s，乙烯基含量为0.3～5.1wt％；w＝2‑4.5，y＝2‑10。 2.根据权利要求1所述的免水洗安全气囊丝油剂的使用方法，其特征在于：所述免水洗安全气囊丝油剂包括硅油A1、硅油A2、硅油A3、硅油A4、硅油A5、硅油A6、硅油A7、硅油A8、硅油A9、硅油A10、硅油A11、硅油A12、硅油B1、硅油B2、硅油B3、硅油B4中的至少一种； 3.根据权利要求2所述的免水洗安全气囊丝油剂的使用方法，其特征在于：所述免水洗安全气囊丝油剂包括10重量份的硅油A11，50重量份的硅油A6和40重量份的硅油B1，粘度为 110mPa·s，乙烯基含量为3.7wt％。 4.根据权利要求2所述的免水洗安全气囊丝油剂的使用方法，其特征在于：所述免水洗安全气囊丝油剂包括30重量份的硅油A1，30重量份的硅油A2和40重量份的硅油A10，粘度为 110mPa·s，乙烯基含量为4.5wt％。 5.根据权利要求2所述的免水洗安全气囊丝油剂的使用方法，其特征在于：所述免水洗安全气囊丝油剂包括10重量份的硅油A5，80重量份的硅油A6和10重量份的硅油B4，粘度为 90mPa·s，乙烯基含量为2.5wt％。 6.包含权利要求2所述的免水洗安全气囊丝油剂的使用方法，其特征在于：所述免水洗安全气囊丝油剂包括20重量份的硅油B1，10重量份的硅油B2和70重量份的硅油B3，粘度为 190mPa·s，乙烯基含量为4.2wt％。 7.根据权利要求1所述的免水洗安全气囊丝油剂的使用方法，其特征在于：烘干为90～ 100℃烘干。 8.根据权利要求1所述的免水洗安全气囊丝油剂的使用方法，其特征在于：定形为170～180℃烘焙定形2‑5min。
说明书全文	免水洗安全气囊丝油剂及其使用方法技术领域 [0001] 本发明属于安全气囊丝油剂技术领域，具体涉及一种免水洗安全气囊丝油剂及其使用方法。背景技术 [0002] 传统的安全气囊生产流程为“纱线生产→织造→精炼→涂层”。纱线生产时会使用到纺丝油剂，使其附着在纱线表面，在纱线生产和后续织造过程中起到润滑、集束、抗静电等作用，上油率一般在0.5～1％(对纱线重)，用于安全气囊丝生产的涤纶和锦纶工业丝纺丝油剂的成分是碳基的润滑油和表面活性剂，有时也会加入一定量的硅油以增加润滑功能，不过硅油的含量通常较少，因为硅油后期清洗去除难，容易引起硅斑等染色问题，添加量会严格控制在较低范围，如JP2021‑116514A中提到硅油含量以合成纤维用处理剂中的非挥发性成分重量为基准，优选为0.1‑10％，进一步优选为0.5‑2％。织造完成后，纺丝油剂作用完成，若仍残余在纱线表面，会影响到涂层和纱线骨架的粘合力效果，故需要通过精炼的步骤将纺丝油剂除去。精炼剂的主要成分是高浓无机碱和表面活性剂，精炼通常都是在高温下进行，油剂中的合成酯在高温碱性条件下水解成脂肪醇和脂肪酸，再被表面活性剂乳化清洗除去。同时为了防止精炼过程中产生脂肪酸钙，精炼用水需要严格软化。精炼过程中所耗用的原料、热量及由此产生的污水不仅增加了生产成本，而且还增加了环保的压力。精炼后的涂布工艺步骤采用的是反应性硅树脂，由含氢硅油和乙烯基硅油发生硅氢化反应，形成交联的硅树脂涂层。整套安全气囊的生产工艺，步骤较长、使用多种化学助剂，污水处理压力大。 [0003] 为了解决这样的问题，本发明认为，若能够借鉴涂层剂中某些硅油的结构特点，用具有反应性和润滑性的硅油作为纺丝油剂的主原料，替代现用的碳基纺丝油剂，施加到纱线上，顺利完成纺丝和织造的步骤后，就可省去整套的精炼步骤，随后，在胚布上施加涂层剂成分完成交联固化。这样在整个制造环节，不仅能够省去传统纺丝油剂、精炼剂、软水剂等助剂和加热能源上的成本，还可达到零排放，降低环保压力；另外由于减少了一道工序，还可以缩短整个流程的时间，提高生产效率；对于新工厂建设，它可以降低厂房用地和设备投资。故亟需一种免水洗安全气囊丝油剂及其使用方法。发明内容 [0004] 为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种免水洗安全气囊丝油剂，采用免水洗的纺丝油剂取代传统的纺丝油剂，由于免水洗油剂中主要成分为乙烯基硅油，可以与后续整理工艺中的涂层发生固化交联，因此可以达到免水洗的目的。 [0005] 同时，本发明还提供一种免水洗安全气囊丝油剂的使用方法，采用该法在使用过程，不会出现飞溅、滴油情况，纺丝油剂中采用100％的硅油，最终获得的产品没有引起硅斑，毛丝现象少，成品率高，初始粘结和老化粘结效果好，涂层均不会脱落。 [0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为： [0007] 免水洗安全气囊丝油剂，包括硅油A、硅油B中至少一种，其粘度为50‑200mPa·s，乙烯基含量为0.5‑10wt％； [0008] 硅油A的结构通式为： [0009] [0010] 其中，X为CH3、OH、CH＝CH2或 [0011] m、n均为整数，m、n、y的取值对应硅油A的粘度为20～1500mPa·s，乙烯基含量为0.36～11.5wt％，y＝2‑10； [0012] 硅油B的结构通式为： [0013] [0014] 其中，R为 [0015] V为CH3、OH、CH＝CH2或 [0016] p、q均为整数，p、q、w、y的取值对应硅油B的粘度为150～500mPa·s，乙烯基含量为0.3～5.1wt％；w＝2‑4.5，y＝2‑10。 [0017] 免水洗安全气囊丝油剂，包括硅油A1、硅油A2、硅油A3、硅油A4、硅油A5、硅油A6、硅油A7、硅油A8、硅油A9、硅油A10、硅油A11、硅油A12、硅油B1、硅油B2、硅油B3、硅油B4中的至少一种； [0018] [0019] [0020] [0021] 优选地，本发明的免水洗安全气囊丝油剂，包括10重量份的硅油A11，50重量份的硅油A6和40重量份的硅油B1，粘度为110mPa·s，乙烯基含量为3.7wt％。 [0022] 优选地，本发明的免水洗安全气囊丝油剂，包括30重量份的硅油A1，30重量份的硅油A2和40重量份的硅油A10，粘度为110mPa·s，乙烯基含量为4.5wt％。 [0023] 优选地，本发明的免水洗安全气囊丝油剂，包括10重量份的硅油A5，80重量份的硅油A6和10重量份的硅油B4，粘度为90mPa·s，乙烯基含量为2.5wt％。 [0024] 优选地，本发明的免水洗安全气囊丝油剂，包括20重量份的硅油B1，10重量份的硅油B2和70重量份的硅油B3，粘度为190mPa·s，乙烯基含量为4.2wt％。 [0025] 本发明的免水洗安全气囊丝油剂的使用方法，包括以下步骤：在TMT纺丝设备上进行纺丝，纱线速度2600‑3600m/min，四罗拉温度230‑260℃，免水洗安全气囊丝油剂的上油率为相对纱线重量的0.5‑1％，然后在高速编织机上织造成坯布，无须精炼洗涤，直接进行2 涂层整理；涂层整理工艺参数为10～40g/m的涂层剂用量，进行涂层整理，烘干，定形后，即可。 [0026] 优选地，涂层剂包括SILASTICTM LCF 3600，本发明中的涂层剂不局限于TM SILASTIC LCF 3600，任何含有可以于本发明的免水洗安全气囊丝油剂发生反应涂层剂均可以。 [0027] 优选地，烘干为90～100℃烘干。 [0028] 优选地，定形为170～180℃烘焙定形2‑5min。 [0029] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0030] 本发明具有反应性和润滑性的硅油成分在纺丝时代替现有的碳基纺丝油剂，施加到纱线上，顺利完成纺丝和织造的步骤后，可省去整套的精炼步骤，随后，在胚布上施加涂层剂成分完成交联固化。在整个制造环节，不仅能够省去传统纺丝油剂、精炼剂、软水剂等助剂和加热能源上的成本，还可达到零排放，降低环保压力；另外由于减少了一道工序，还可以缩短整个流程的时间，提高生产效率；对于新工厂建设，可以降低厂房用地和设备投资。 [0031] 本发明的一种免水洗安全气囊丝油剂的使用方法，采用该法在使用过程，不会出现飞溅、滴油情况，纺丝油剂中采用100％的硅油，最终获得的产品没有引起硅斑，毛丝现象少，成品率高，初始粘结和老化粘结效果好，涂层均不会脱落。 [0032] 现有技术中认为：纺丝油剂中硅油的含量通常较少，因为硅油后期清洗去除难，容易引起硅斑等染色问题，添加量会严格控制在较低范围，如JP2021‑116514A中提到硅油含量以合成纤维用处理剂中的非挥发性成分重量为基准，优选为0.1‑10％，进一步优选为0.5‑2％。而本发明的免水洗安全气囊丝油剂，其中硅油含量为100％，与后续工序中的涂层剂发生交联反应后，形成了稳定，不脱落的涂层，并且产品无硅斑，毛丝现象少，成品率高。故本发明中的100％硅油成分的纺丝油剂，克服了现有技术中的技术偏见，采用高含量硅油的纺丝油剂依然获得了无硅斑，毛丝现象少，成品率高的安全气囊丝。附图说明 [0033] 图1为现行工艺与本发明的工艺的对比图。具体实施方式 [0034] 下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，以下所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。 [0035] 硅油A的具体结构见下表1。 [0036] 表1 硅油A成分表 [0037] [0038] [0039] 硅油B的具体结构见下表2，具体地，硅油B1、硅油B2、硅油B3、硅油B4均为自制。 [0040] 表2 硅油B成分表 [0041] [0042] [0043] 合成工艺路线： [0044] 1、A4硅油合成 [0045] 将50g八甲基环四硅氧烷(D4)和15g氢氧化钾置于三口烧瓶中，在70℃下聚合4小时后，升温至150℃，在N2保护下脱除低聚物4小时，即得催化剂氢氧化钾碱胶。然后在四口烧瓶中加入390g八甲基环四硅氧烷(D4)、172g四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4Vi)和18.6g四甲基二乙烯基二硅氧烷(乙烯基双封头)作为反应单体，2.5g上述合成的氢氧化钾碱胶催化剂，在120℃条件下聚合反应6小时。聚合反应结束后，冷却至室温，加入10％醋酸中和，调节pH＝7，水洗三次，分离后，将得到的聚合液在100℃下6小时减压蒸馏脱去其中的低沸物，即可得到A4硅油。 [0046] 2、A9硅油合成 [0047] 在四口烧瓶中，加入100g异丙醇、135g四甲基二氢二硅氧烷(含氢双封头)、300g烯丙基聚氧乙烯醚(APEG150)，加热至110℃，然后恒温下加入0.05g氯铂酸催化剂，搅拌6小时，反应结束后减压蒸馏脱除异丙醇溶剂，得到聚氧乙烯醚改性的含氢双封头。然后在另一个四口烧瓶中加入65.5g上述聚氧乙烯醚改性的含氢双封头、400g乙烯基硅油和2g氢氧化钾碱胶催化剂，在120℃条件下反应3小时。反应结束后，冷却至室温，加入冰醋酸中和，然后在100℃下3小时减压蒸馏脱去其中的低沸物，即可得到A9硅油。 [0048] 3、A10硅油合成 [0049] 方法如合成2所示(即A9硅油合成)，只是将APEG150换成APEG250。 [0050] 4、A11硅油合成 [0051] 方法如合成2所示，只是将APEG150换成APEG500。 [0052] 5、A12硅油合成 [0053] 在四口烧瓶中加入416g八甲基环四硅氧烷(D4)、276g四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4Vi)和32.8g六甲基二硅氧烷(MM)作为反应单体，3g上述合成的氢氧化钾碱胶催化剂，在120℃条件下聚合反应5小时。聚合反应结束后，冷却至室温，加入10％硫酸中和，调节pH＝ 7，水洗三次，分离后，将得到的聚合液在100℃下5小时减压蒸馏脱去其中的低沸物，即可得到A12硅油。 [0054] 6、B1硅油合成 [0055] 在四口烧瓶中，加入120g异丙醇、192g四甲基环四硅氧烷(D4H)、480g烯丙基聚氧乙烯醚(APEG150)，加热至110℃，然后恒温下加入0.06g氯铂酸催化剂，搅拌5小时，反应结束后减压蒸馏脱除异丙醇溶剂，得到聚氧乙烯醚改性的四甲基环四硅氧烷。然后在另一个四口烧瓶中加入336g上述聚氧乙烯醚改性的四甲基环四硅氧烷、69g四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4Vi)和16g六甲基二硅氧烷(MM)烷作为反应单体，1.5g氢氧化钾碱胶催化剂，在120℃条件下反应5小时。反应结束后，冷却至室温，加入冰醋酸中和，然后在100℃下5小时减压蒸馏脱去其中的低沸物，即可得到B1硅油。 [0056] 7、B2硅油合成 [0057] 在四口烧瓶中，加入80g异丙醇、96g四甲基环四硅氧烷(D4H)，400g烯丙基聚氧乙烯醚(APEG250)、加热至110℃，然后恒温下加入0.08g氯铂酸催化剂，搅拌5小时，反应结束后减压蒸馏脱除异丙醇溶剂，得到聚氧乙烯醚改性的四甲基环四硅氧烷。然后在另一个四口烧瓶中加入448g上述聚氧乙烯醚改性的四甲基环四硅氧烷、62g四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4Vi)、14.6g六甲基二硅氧烷(MM)和2g氢氧化钾碱胶催化剂，120℃条件下反应5小时，同时不断通入饱和水蒸汽。反应结束后，冷却至室温，加入冰醋酸中和，然后在100℃下5小时减压蒸馏脱去其中的低沸物，即可得到B2硅油。 [0058] 8、B3硅油合成 [0059] 在四口烧瓶中，加入100g异丙醇、120g四甲基环四硅氧烷(D4H)、300g烯丙基聚氧乙烯醚(APEG150)、加热至110℃，然后恒温下加入0.04g氯铂酸催化剂，搅拌5小时，反应结束后减压蒸馏脱除异丙醇溶剂，得到聚氧乙烯醚改性的四甲基环四硅氧烷。然后在另一个四口烧瓶中加入360g上述聚氧乙烯醚改性的四甲基环四硅氧烷、8g二甲基乙烯基乙氧基硅烷(乙烯基单封头)，1.5g自制的氢氧化钾碱胶催化剂，在120℃条件下聚合反应3小时。聚合反应结束后，冷却至室温，加入冰醋酸中和，调节pH＝7，然后在100℃下5小时减压蒸馏脱去其中的低沸物，即可得到B3硅油。 [0060] 9、B4硅油合成 [0061] 在四口烧瓶中，加入100g异丙醇、144g四甲基环四硅氧烷(D4H)、360g烯丙基聚氧乙烯醚(APEG150)、加热至110℃，然后恒温下加入0.04g氯铂酸催化剂，搅拌5小时，反应结束后减压蒸馏脱除异丙醇溶剂，得到聚氧乙烯醚改性的四甲基环四硅氧烷。在另外一个四口烧瓶中，加入100g异丙醇、135g四甲基二氢二硅氧烷(含氢双封头)、400g烯丙基聚氧乙烯醚(APEG200)、加热至110℃，然后恒温下加入0.06g氯铂酸催化剂，搅拌5小时，反应结束后减压蒸馏脱除异丙醇溶剂，得到聚氧乙烯醚改性的含氢双封头。然后将制备的32g上述聚氧乙烯醚改性的含氢双封头、420g上述聚氧乙烯醚改性的四甲基环四硅氧烷、86g四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4Vi)和2.5g氢氧化钾碱胶催化剂，在120℃条件下聚合反应5小时。反应结束后，冷却至室温，加入冰醋酸中和，然后在100℃下3小时减压蒸馏脱去其中的低沸物，即可得到B4硅油。 [0062] 纺丝油剂配方见下表3。 [0063] 表3 纺丝油剂配方表 [0064] [0065] [0066] 应用试验结果： [0067] 在TMT纺丝设备上进行纺丝，其主要工艺参数为纱线速度2600‑3600m/min，四罗拉温度230‑260℃，拟上油率0.5‑1％(对纱线重)，然后在高速编织机上织造成坯布，无须精炼TM洗涤，直接进行涂层整理。涂层整理工艺参数为取SILASTIC LCF 3600(陶氏化学上海有限 2 公司，其包含乙烯基硅油、含氢硅油等硅油)进行涂层整理，涂层剂用量为25g/m坯布，涂布 2 2 后在100℃烘干，170℃烘焙定形。优选地，涂层剂用量也可以为10g/m或者40g/m。 [0068] 涂层固化交联反应原理包括如下示例反应： [0069] [0070] 具体的应用试验结果见下表4。 [0071] 表4 应用试验结果表 [0072] [0073] [0074] 由此可见，本发明的免水洗安全气囊丝油剂在使用过程，不会出现飞溅、滴油情况，纺丝油剂中采用100％的硅油，最终获得的产品没有引起硅斑，毛丝现象少，成品率高，初始粘结和老化粘结效果好，涂层均不会脱落。 [0075] 如图1所示，现有的安全气囊生产流程为“纱线生产→织造→精炼→涂层”，精炼用水需要严格软化。精炼过程中所耗用的原料、热量及由此产生的污水不仅增加了生产成本，而且还增加了环保的压力。故本发明改进了上述工艺，省去整套的精炼步骤，在整个制造环节，不仅能够省去传统纺丝油剂、精炼剂、软水剂等助剂和加热能源上的成本，还可达到零排放，降低环保压力；另外由于减少了一道工序，还可以缩短整个流程的时间，提高生产效率；对于新工厂建设，可以降低厂房用地和设备投资。同时获得的产品没有引起硅斑，毛丝现象少，成品率高，初始粘结和老化粘结效果好，涂层均不会脱落，符合出厂要求。 [0076] 本发明中的烯丙基聚氧乙烯醚的结构式见表5。 [0077] 表5 烯丙基聚氧乙烯醚的结构式表 [0078] [0079] [0080] 在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。 [0081] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0082] 类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。 [0083] 尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。 [0084] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。